《Cell Reports Medicine》：Unraveling AURKB as a potential therapeutic target in pulmonary hypertension using integrated transcriptomic analysis and pre-clinical studies
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目前肺动脉高压（PAH）患者预后不佳，现有治疗无法根治。研究人员开展 “Unraveling AURKB as a potential therapeutic target in pulmonary hypertension using integrated transcriptomic analysis and pre - clinical studies” 研究，发现 AURKB 促进 PAH - PASMC 增殖，抑制 AURKB 可改善病情，为 PAH 治疗提供新思路。
在医学研究的广阔领域中，肺动脉高压（Pulmonary Hypertension，PH）一直是困扰医学界的难题。PH 是一组临床病症，其特征为静息时平均肺动脉（PA）压力＞20 mmHg，其中肺动脉高压（PAH，也称为 1 型 PH）尤为严重。PAH 患者面临着持续的血管收缩、渐进性的血管重塑以及小肺动脉的血栓形成，这些问题导致肺血管阻力不断增加，进而引发右心衰竭，使得患者预后情况十分糟糕。尽管医学在不断进步，现有针对血管收缩表型的疗法以及新推出的 sotatercept（一种激活素信号抑制剂）在一定程度上缓解了病情，但都无法实现根治。因此，探寻 PAH 的分子机制并确定新的治疗靶点迫在眉睫。
在这样的背景下，来自魁北克心脏和肺研究所研究中心、拉瓦尔大学等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们通过整合转录组分析和临床前研究，致力于揭示 Aurora 激酶 B（AURKB）在 PAH 中的潜在治疗靶点作用。该研究成果发表在《Cell Reports Medicine》杂志上，为 PAH 的治疗开辟了新的方向。
研究人员在研究过程中运用了多种关键技术方法。在样本方面，他们获取了来自 PAH 患者和健康对照的人肺组织样本以及肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）。技术上，利用 RNA 测序（RNA - seq）分析基因表达谱，通过功能富集和连通性图谱分析筛选潜在治疗靶点；构建动物模型，如单剂量注射 Sugen 并暴露于慢性缺氧环境的大鼠模型（Sugen/hypoxia，Su/Hx）和注射野百合碱（Monocrotaline，MCT）的大鼠模型，以此来模拟 PAH 疾病进程；还使用了蛋白质免疫印迹（Western blotting）、染色质免疫沉淀 - 定量 PCR（ChIP - qPCR）等技术深入探究相关分子机制。
下面详细介绍该研究的主要结果：
筛选 PAH 治疗靶点 ：研究人员对 PAH 患者和健康对照的 PASMCs 进行 RNA - seq 分析，发现 1499 个基因存在显著差异表达。通过整合已发表的转录组数据集，发现 136 个重叠基因，其中 AURKB 在 PAH - PASMCs 中上调，且与 BIRC5 表达呈正相关。此外，通过连通性图谱分析，确定了 AURKB/C 的 ATP 竞争性抑制剂 GSK1070916 为潜在的逆转药物。这些结果表明 AURKB 可能在 PAH 的发展中发挥重要作用。AURKB 抑制对 PAH - PASMCs 的影响 ：研究人员使用 barasertib（一种选择性 AURKB 抑制剂）和小干扰 RNA（siRNA）抑制 AURKB，发现其可显著降低 PAH - PASMCs 的增殖，诱导细胞凋亡，同时增加细胞周期抑制剂 p27Kip1 的表达，降低 PLK1 和 BIRC5 的表达。此外，抑制 AURKB 还会导致 DNA 损伤，使细胞周期停滞在 G2/M 期并出现多倍体现象。这些实验结果进一步证实了 AURKB 在促进 PAH - PASMCs 存活和增殖方面的关键作用。FOXM1 对 AURKB 的调控作用 ：通过生物信息学分析，研究人员发现 FOXM1 是参与 PAH - PASMCs 基因上调的关键转录因子，且 AURKB 是 FOXM1 的直接转录靶点。实验表明，沉默 FOXM1 可下调 AURKB 及相关增殖基因的表达，上调细胞衰老相关基因的表达。同时，使用 thiostrepton 和 siomycin A 抑制 FOXM1 的转录活性和表达，以及过表达 FOXM1 的实验，都验证了 FOXM1 对 AURKB 的调控作用。AURKB 抑制对 PAH - PASMCs 转录组的影响 ：对 AURKB 抑制后的 PAH - PASMCs 进行 RNA - seq 分析，发现 822 个差异表达基因（DEGs）。功能富集分析显示，AURKB 抑制导致参与有丝分裂的基因下调，p53 信号通路相关基因上调。这表明 AURKB 抑制能够逆转 PAH - PASMCs 的基因表达特征，进一步证明了 AURKB 与 PAH - PASMCs 增殖表型的紧密联系。AURKB 抑制诱导的细胞衰老 ：研究发现，抑制 AURKB 不仅能诱导 PAH - PASMCs 凋亡，还会使其呈现衰老样表型，表现为细胞形态增大、p53 和 p21Waf1 表达增加、Lamin B1 表达下调以及衰老相关 β - 半乳糖苷酶活性增强。此外，抑制 AURKB 还会导致 PAH - PASMCs 获得衰老相关分泌表型（SASP），引发炎症反应。这一发现揭示了 AURKB 抑制后细胞的复杂变化，为后续研究提供了新的方向。AURKB 抑制对 PAH 动物模型 的治疗效果 ：在 MCT 诱导的 PAH 大鼠模型和 Su/Hx 大鼠模型中，给予 barasertib 治疗后，大鼠的右心室（RV）肥大、RV 收缩压（RVSP）、平均肺动脉压（mPAP）以及总肺阻力均显著降低，同时改善了血管重塑。在人精准切割肺切片（PCLSs）实验中，barasertib 也表现出抑制血管重塑的作用。这些结果表明，抑制 AURKB 在多种模型中都具有治疗 PAH 的潜力。barasertib 与 UC2288 联合治疗的效果 ：考虑到 barasertib 诱导 p21 表达可能维持衰老细胞的存活，研究人员尝试将 barasertib 与 p21 衰减剂 UC2288 联合使用。在体外实验中，联合处理可将 barasertib 诱导的细胞衰老转变为凋亡。在 Su/Hx 大鼠模型和 MCT 大鼠模型中，联合治疗比单一药物治疗更能显著改善肺血流动力学、RV 功能，减少血管重塑。这一结果为 PAH 的治疗提供了新的联合治疗策略。
综上所述，该研究通过一系列实验，证实了 AURKB 在促进 PASMC 增殖和肺血管重塑中的关键作用，为 PAH 的治疗提供了新的潜在靶点。同时，研究还发现抑制 AURKB 会导致细胞衰老，虽然这在一定程度上可能对治疗有益，但也存在潜在的长期不良影响，如 SASP 引发的炎症反应等。此外，barasertib 与 UC2288 联合治疗的效果表明，针对 AURKB 和细胞衰老的联合治疗策略具有进一步研究和开发的价值。然而，该研究也存在一些局限性，例如缺乏针对平滑肌细胞中 Aurkb 基因敲除的研究，联合治疗的最佳方案尚未确定，以及全身给药可能带来的副作用等问题。尽管如此，这项研究为 PAH 的治疗研究奠定了重要基础，为后续的临床研究和药物开发提供了宝贵的参考，有望推动 PAH 治疗领域取得新的突破。
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